Система обнаружения препятствий на железнодорожном переезде

Общие сведения о переездной сигнализации. Технические решения по обнаружению препятствий на переезде. Выбор и расчет функциональной и электрической схемы охранной системы. Разработка конструкции излучателя и приемника. Конструирование корпусов устройства.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 25.10.2011
Размер файла 1,4 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

У фотодиодов ФД263-01, ФД320, ФД338 линза, концентрирующая излучение на светочувствительном элементе, входит в саму конструкцию прибора. Корпуса ИЗ и ПР изображены на рисунке 3.3.

Если в фотоприёмнике будет применён фотодиод без оптической системы, то для сохранения дальнобойности ИК канала он должен быть снабжен линзой концентратором.

Монтируя фотодиод, примем все меры к тому, чтобы минимизировать паразитный его подсвет - как общее освещение, так и блики от собственного ИК излучателя. Обычно фотодиод размещают в глубине узкого “колодца” c зачернёнными стенками, выполняющего функцию оптической бленды. Во избежание проникновения насекомых, воды, иных посторонних предметов, его входное отверстие полезно перекрыть кусочком пластика или стекла, который при соответствующем выборе материала может выполнять и функцию светофильтра, ослабляющего коротковолновую часть спектра фоновой подсветки. После всех предусмотренных мероприятий, внутреннюю часть так называемого “ врезного замка ” нужно поместить в пластиковый корпус, для предотвращения попадания пыли и влаги.

3.4 Разработка печатных плат устройства

3.4.1 Выбор типа электромонтажных соединений

В радиолюбительской практике широко используется печатный и проволочный навесной монтаж [ 11 ].

Печатный монтаж можно использовать во всех радиолюбительских конструкциях, кроме мощных каскадов передатчиков и блоков развертки телевизоров и осциллографов. Преимуществами печатного монтажа являются сравнительно малый объем и жесткая фиксация мест соединений, гарантирующие хорошую повторяемость параметров и высокое качество работы конструкций, собранных на одинаковых печатных платах. Однако из-за того, что при печатном монтаже элементы имеют общее основание (рисунок 3.4.,а), значительного выигрыша в размерах конструкции получить не удается.

Проволочный навесной монтаж позволяет получить трехмерную (объемную) конструкцию соединений, даёт возможность уменьшить габаритные размеры устройства в целом, однако такой монтаж весьма сложен в исполнении, особенно при плотной компоновке. Навесной монтаж ( рисунок 3.4., б ) целесообразно применять в каскадах передатчиков, телевизоров и осциллографов, где элементы работают под напряжением более 1 кВ.

Рисунок 3.4.: Печатный и проволочный монтаж.

3.4.2 Конструирование печатных плат

Как правило, для каждого функционального узла или для малогабаритной радиоаппаратуры радиолюбители разрабатывают специальную печатную плату, основой которой является гетинакс или стеклотекстолит, облицованный медной фольгой с одной стороны, реже с двух сторон.

Оригинал рисунка печатных проводников выполняют на координатной сетке, образуемой пересекающимися под прямым углом рядами параллельных линий. Для печатных плат промышленной аппаратуры принят стандартный шаг координатной сетки (расстояние между соседними параллельными линиями), равный 2,5 мм. В любительских конструкциях рекомендуется принимать такой же шаг либо шаг размером 5 мм. В узлах координатной сетки, т.е. на пересечениях ее линий, располагают «контактные площади». В отверстия, просверленные в центрах контактных площадок, будут впаиваться выводы элементов. В некоторых случаях, например при малых расстояниях между выводами какого-либо элемента, контактные площадки приходится делать и на линиях между узлами.

Электронная промышленность выпускает ряд типов элементов с расстояниями между осями выводов, равными стандартному шагу печатного монтажа 2,5 мм, с расстояниями, кратными по отношению к этому размеру: 5: 7,5 мм и т. д. или 1,25 мм. К числу таких элементов относятся, например, электролитические конденсаторы К50-6, керамические подстроечные конденсаторы КПК-МП, транзисторы серий ГТ322, КТ306, КТ312, КТ315, КТ316, КТ325, КТ326, микросхемы серий К224, К237 и др.

Расстояния между выводами других элементов с гибкими проволочными выводами (например, резисторов ВС, МЛТ, конденсаторов КТ, БМ, МВМ, КМ) легко привести к размеру, кратному шагу координатной сетки 2,5 или 5 мм, соответствующей формовкой (изгибом) выводов элементов.

Разводку печатных плат будем производить в прикладной компьютерной программе ACCEL. Печатные платы и расположение элементов на них изображены на рисунке 3.5.

Метод нанесения рисунка на стеклотекстолит или гетинакс.

Всё большую популярность у радиолюбителей приобретает способ изготовления единичных печатных плат с переносом рисунка с распечатки на лазерном принтере. Вот некоторые "ноу-хау" этой технологии.

Печатать лучше всего на тонкую мелованную бумагу - в ней меньше ворс, хороший результат получается на листах журнала Стерео&Video, а также подложках "самоклеек" и термобумаге для факсов (сторону подобрать экспериментально).

В лазерных принтерах следует включить режим максимальной подачи тонера (отключить "экономичный" режим, если он был включен, контраст - на максимум и т.д.), а также использовать тракт с минимальным изгибом бумаги (такая опция есть в старых моделях HP LJ 2, LJ4 и др.).

Рисунок платы должен быть "отзеркален", такая опция имеется в меню печати многих графических программ, например, Corel Draw, Corel Photo Paint, а при печати из программ, не умеющих "зеркалить", необходимо применять вывод на

Postscript принтеры, опция отзеркаливания у которых имеется в драйвере. Вместо вывода на лазерном принтере можно использовать ксерокопирование, но также в режиме с максимальной контрастностью и на термобумагу от факсов.

При изготовлении двухслойных печатных плат для уменьшения термоусадки бумаги последнюю рекомендуется перед печатью изображения "прогнать" через принтер вхолостую (без печати рисунка). Кроме того, обе стороны должны быть на одном листе во избежание сильного рассогласования из-за разной термоусадки бумаги. Обезжиренная плата ложится медью вверх на ровную поверхность, сверху полученный отпечаток тонером вниз и прижимается утюгом (секунд на 20 - 30), разогретым до температуры глажения крепдешина. Утюг должен расплавлять изображение, сделанное лазерным принтером, не сразу. То есть тонер при такой температуре должен стать из твердого вязким, но не жидким. Когда плата остынет, её нужно опустить в теплую воду, подержать там несколько минут. Как бумага раскиснет, всё легко сдерется, остальное просто скатать пальцем. Вместо воды удалить бумагу можно серной кислотой. Если дорожки смазанные, вы неаккуратно снимали утюг или ставили холодный груз. Если дорожки где-то отсутствуют, утюг слишком холодный. Если дорожки стали широкими, утюг слишком горячий, или слишком долго грели плату. Если плата двухсторонняя, то сначала на просвет совмещаются бумажные распечатки обеих сторон, в любых свободных противоположных местах иголкой прокалываются два технологических отверстия, первая сторона платы "гладится" как обычно, потом сверлится по технологическим отверстиям тонким сверлом, а с другой стороны по ним же на просвет совмещается с бумажной распечаткой другой стороны.

Травить можно хлорным железом (для ускорения немного подогреть). Всё это применялось даже на гетинаксе, никаких отслоений дорожек нет, нормально выполняются дорожки шириной до 0,8 мм, а при некотором опыте и до 0,5 мм. После травления тонер удаляется ацетоном, смывкой лака для ногтей или аэрозолем Flux Off.

3.4.3 Монтаж элементов радиоаппаратуры

На печатных платах с односторонним фольгированием транзисторы, полупроводниковые диоды, резисторы и конденсаторы размещают со стороны, свободной от фольги, пропускают их выводы сквозь отверстия в контактных площадках и припаивают выводы к печатным проводникам [ 11 ].

При монтаже полупроводниковых диодов, транзисторов, микросхем, резисторов, конденсаторов, переключателей, реле, ламповых панелей и соединителей следует руководствоваться правилами их монтажа, выполнение которых гарантирует нормальную работу этих элементов. Эти правила следующие:

1. Так как современные элементы имеют малые размеры, а некоторые и сложное устройство, все электромонтажные операции надо выполнять тщательно и аккуратно.

2. Перед пайкой можно проводить формовку только выводов, выполненных из тонкого материала. При этом выводы допустимо изгибать на расстоянии не менее 5 ... 8 мм от корпуса или вершины стеклянного проходного изолятора (рисунок 3.6.,а), а радиус изгиба должен быть по крайней мере в 3 раза больше диаметра вывода (рисунок 3.6.,б).

3. Пайку выводов обычных радиоэлементов, в том числе биполярных транзисторов, можно выполнять с применением стандартного паяльника мощностью 40 Вт, рассчитанного на непосредственное включение в электросеть напряжением 220 или 127 В.

Рисунок 3.6.: Монтаж элементов радиоаппаратуры.

При монтаже аппаратуры с полевыми транзисторами и микросхемами следует применять низковольтный паяльник с регулируемой температурой нагрева. Включают такой паяльник через понижающий трансформатор, заземляя его вторичную обмотку. Применение автотрансформатора недопустимо!

Процесс пайки должен быть кратковременным - не более 3 ... 8 с. Повторную пайку того же соединения (при необходимости) можно проводить не ранее чем через 3 ... 4 мин.

Выводы элементов во время пайки необходимо держать плоскогубцами (рисунок 3.6.,в) или использовать другой какой-либо теплоотвод, иначе возможен перегрев элементов, что может привести к необратимому ухудшению их параметров (наиболее чувствительны к перегреву полупроводниковые приборы и микросхемы).

4. Поскольку полевые транзисторы и микросхемы могут быть повреждены электрическими зарядами небольшого потенциала, при монтаже этих полупроводниковых приборов необходимо принимать следующие дополнительные меры защиты:

а) работу проводить на столе, поверхность которого покрыта хлопчатобумажным материалом или антистатическим линолеумом;

б) применять деревянные стулья с матерчатой (не синтетической!) обивкой и электропроводящие настилы под ногами, обувь на кожаной подошве и одежду из хлопчатобумажной ткани;

в) заземлять надежно рабочий инструмент (жало паяльника, пинцет и т.п.) и корпус (общую шину) монтируемого устройства, панели; использовать заземляющий браслет;

г) исключать возможность соприкосновения выводов полевых транзисторов и микросхем с предметами, для которых свойственна возможность сильной электризации, например с предметами из синтетических материалов.

4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА

4.1 Обоснование необходимости и актуальности работы

Важное место в сооружениях железных дорог занимают переезды - места пересечений в одном уровне железнодорожного полотна и автомобильных дорог. Они являются точками повышенной опасности для движения, как по железнодорожному пути, так и по автомобильной дороге. Устройство вместо них пересечений дорог в разных уровнях требует значительных капитальных затрат и мощностей строительных организаций. Оно ведется ограниченно, и в первую очередь при особенно высоких размерах железнодорожного и автомобильного движения, на городских магистралях, на линиях с высокоскоростным движением поездов. Однако при сравнительно небольших и средних размерах движения замена переездов пересечениями в разных уровнях во многих случаях не может быть экономически обоснована и тем более реализована. Таким образом, переезды на длительную перспективу остаются важным сооружением железнодорожного пути. В связи с этим особое значение приобретает выполнение требований безопасности движения на переездах. Эти требования осуществляются системами автоматической переездной сигнализации, неразрывно связанной c устройствами путевой блокировки на перегонах и соответствующими техническими средствами на станциях. Системы переездной сигнализации и относящихся к ней тех или иных заградительных устройств, применяются на железной дороге с первых дней их существования. Естественно с совершенствованием систем автоматики, обеспечивающих безопасность движения поездов, изменялись и совершенствовались устройства переездной сигнализации. Описываемая ниже инфракрасная лучевая система обнаружения препятствий на переезде может широко использоваться на сети железных дорог России и СНГ. Подобные системы так же разрабытывались во многих других странах.

4.2 Обоснование выбора аналога

Отечественная промышленность выпускает оптико-электронную систему обнаружения объектов «СПЭК-5», подобную разрабатываемой в данной работе. Систему «СПЭК-5» мы возьмём в качестве аналога. Параметры этой системы приведены в таблице 5.1.

Таблица № 5.1.

Параметры оптико-электронного датчика «СПЭК-5».

П А Р А М Е Т Р

З Н А Ч Е Н И Е

Дальность действия на улице, м

75...150

Число ИК лучей

1

Диапозон рабочих температур, оС.

-40…+55

Напряжение питания, В

10,8…27

Потребляемый ток неболее, мА

60

Габаритные размеры, мм

65х140х145

4.3 Обоснование критериев сравнения разрабатываемой системы с аналогом

Учитывая, что проектируемое устройство представляет собой специфическое охранное устройство, сформулируем основные критерии сравнения его с аналогом:

основные технические параметры;

надежность;

экономические показатели;

технологичность.

Кроме того, при оценке класса критериев технические характеристики необходимо учитывать параметры, характерные для аналогичных устройств:

дальность действия;

число ИК лучей;

диапозон рабочих температур;

напряжение питания;

потребляемый ток;

габаритные размеры.

Классы критериев надежность и технологичность будут оценены исходя из используемой элементной базы.

4.4 Обоснование используемой элементной базы

При разработке системы были поставлены жесткие требования по следующим критериям:

дальность;

помехоустойчивость;

потребляемая мощность.

Ввиду того, что кроме выше перечисленных параметров одним из основных является параметр безотказной работы - надежность, для предотвращения отказов вызванных дефектами производства элементов, ввиду небольшого количества последних, рекомендуется непосредственно перед установкой (пайкой) проверять по возможности каждый элемент на соответствие номиналу. Для носимого варианта для уменьшения массогабаритных показателей устройства рекомендуется использование интегральных микросхем отечественного производства, исчерпывающая информация о характеристиках которых доступна во многих справочниках.

5.5 Экономическое обоснование выбранных инженерных решений и стоимостная оценка разработки

Как уже было сказано выше, в качестве элементной базы для реализации проектируемого устройства предпочтение отдается отечественной элементной базе, она более дешева и в ряде случаев не уступает импортным аналогам.

Интегральный стоимостной показатель - Ic вряд ли может быть более или менее точно рассчитан на ранних этапах конструкторской работы. В этой связи единственный выход состоит в его оценке в сравнении с ценой аналогичной базе, технологии и конструкции продукции.

Для аналога примем интегральный стоимостной показатель равный единице, тогда интегральный стоимостной показатель нового изделия нормируем относительно единицы.

Хотя в предложенном устройстве и будут использоваться преимущественно дискретные элементы, стоимость устройства это не увеличит, так как они являются дешевыми и широко используемыми, при этом использование дискретных элементов позволит построить каждый функциональный блок отдельно и более тщательно настроить его параметры. Принцип построения аналога не известен в виду коммерческого характера данной информации, по этому при выборе интегрального стоимостного показателя проектируемого устройства и аналога будем руководствоваться анонсируемой стоимостью аналога. Исходя из вышесказанного и руководствуясь документацией изготовителя аналога, примем интегральный стоимостной показатель, для предлагаемого прибора, равным 0.5.

4.6 Сопоставление технико-экономических показателей разработанной системы и системы аналога «СПЭК-5»

В качестве одного из интегральных показателей нового изделия при его сравнение с аналогом служит интегральный технический показатель. Форма представления интегрального технического показателя не может быть однозначно обоснованна. Наиболее широко используются две основные формы интегрального показателя:

аддитивная

(5.1)

где: - коэффициент весомости i - го параметра, Аi - показатель качества по i - ому параметру, n - число параметров, по которым проводится сравнение.

мультипликативная

,(5.2)

Аддитивная форма сравнения (средневзвешенное суммирование) наиболее распространена, хотя ее недостатком является возможность «компенсации» уровня качества по одним параметрам за счет других. Кроме того, она допускает ситуацию значимости интегрального показателя при нулевом значении одного или нескольких параметров. В этом смысле мультипликативная форма представления предпочтительнее, хотя следует отметить, что мультипликативная форма легко преобразуется в аддитивную простым логарифмированием. В работе была использована аддитивная форма.

Результаты оценки технико-экономической эффективности проектируемого устройства представлены в таблице 5.2.

Причем технико-экономическая эффективность рассчитывается по формуле

.(5.3)

Интегральный стоимостной показатель нового изделия рассчитывается исходя из единовременных капитальных затрат на эксплуатацию, полной суммы ущерба за счет отказов и сопутствующих положительных результатов применения нового прибора.

А относительная технико-экономическая эффективность считается по формуле

,(5.4)

где - технико - экономическая эффективность нового изделия,

- технико - экономическая эффективность аналога.

При заполнении таблицы 5.2. весовые коэффициенты брались таким образом, чтобы

(5.5)

Значение показателя качества по i - му параметру Аi оценивалось исходя из следующих соображений:

0 - функция отсутствует ;

1 - функция имеет предельно допустимую величину;

2 - функция имеет удовлетворительные характеристики;

3 - функция имеет хорошие характеристики;

4 - функция имеет отличные;

Таблица 5.2.

Оценка технико-экономической эффективности проектируемой системы

Параметр,

Оценка

Весовой коэффиц.

Аналог

Новое изделие

.

1. Стоимость

0,25

1

0,25

4

1

2. Дальность действия

0,2

4

0,8

3

0,6

3. Габаритные размеры

0,05

2

0,1

3

0,15

4. Помехоустойчивость

0,2

4

0,8

3

0,6

5. Потребляемая мощность

0,05

2

0,1

3

0,15

6. Универсальность

0,15

1

0,15

4

0,6

7. Надежность

0,1

3

0,3

3

0,3

Интегральный технический показатель, Im

2,5

3,4

Интегральный стоимостной показатель, Ic

1

0,5

Технико-экономическая эффективность, Tэ

2,5

6,8

Относительная технико-экономическая эффективность, Q

2,72

Анализируя результаты таблицы 5.2. делаем вывод, что проектируемая система, исходя из оценочного стоимостного показателя, во много дешевле аналога. Также проектируемая система превышает аналоговую по некоторым техническим показателям, таким как габаритные размеры, потребляемая мощность, универсальность. Хотя по остальным она ее не превышает но в частности для проектируемой системы эти показатели не так значительны. Судя по показателю относительной технико-экономической эффективности, проектируемое устройство лучше по сравнению с аналогом, но на это при расчетах сильно повлияли показатели стоимости и универсальности.

4.7 Обоснование необходимых объемов производства

Потенциальными потребителями разрабатываемого устройства сигнализации в первую очередь может стать министерство путей сообщения с целью последующей установки на железнодорожных переездах. Ввиду простоты эксплуатации не исключается также возможность использования системы частными лицами. При этом не требуется специальной подготовки.

Таким образом, логично ориентироваться на выпуск данного устройства серийно или мелкосерийно.

4.8 Разработка плана маркетинга устройства

Устройство предназначено для массового применения не бытовыми объектами, т.е. для установки его на железнодорожных переездах, что будет способствовать предотвращению аварий на переезде. При незначительном изменении устройства оно может быть использовано и в быту, например для охраны любого пространства. Также его можно использовать как датчик обнаружения дыма в пожарных системах. Может использоваться фирмами и частными лицами для предотвращения проникновения злоумышленников на любой объект. В отличие от существующих моделей, система имеет значительно меньшую стоимость и высокую ремонтопригодность.

5. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА

5.1 Анализ потенциальных опасностей при разработке и изготовлении устройства

При разработке макета приходится испытывать интеллектуальные нагрузки и нагрузки на зрительный анализатор. Интеллектуальные нагрузки связаны с творческой деятельностью, требующей решения сложных задач, анализа многочисленных факторов, влияющих на качество разработки. Нагрузка на зрительный анализатор обусловлена работой на дисплее, поскольку в настоящее время очень много внимания уделяется моделированию разрабатываемого устройства на ЭВМ. Применение ПЭВМ значительно повышает уровень организации труда, дает наглядную информацию о ходе различных технологических процессов, упрощает сложные инженерные расчеты и т.д. Однако, на оператора ПЭВМ воздействует масса вредных факторов, ведущих к различным заболеваниям. К этим факторам относятся: рентгеновское и ультрафиолетовое излучения, электромагнитное излучение; электростатическое поле (ЭСП), возникающее в результате облучения экраном потоком заряженных частиц электронной трубки; неудовлетворительное освещение и микроклимат. Исследования показали, что уже через два часа после начала работы перед экраном у оператора появляются и быстро усиливаются болезненные симптомы: головная боль; боль в мускулах лица и шеи, позвоночнике; боль в глазах. Эти симптомы, а также подавленность, вялость, депрессия, являются признаками синдрома стресса оператора, выявленного американскими учеными.

Работа перед экраном вызывает дерматиты, так как пыль, накапливаемая на экране из-за электростатического поля, летит на оператора и вызывает у него воспаление кожи.

Вынужденность позы ведет к гиподинамии и гипокинезии (недостатку физической активности и подвижности), болям в пояснице и т.д.

Труд операторов дисплея можно отнести к психофизическим формам труда, так как необходимо воспринимать изображение на экране, постоянно следить за его динамикой, различать тексты рукописных и печатных материалов и многое другое.

По данным психологических наблюдений человек способен поддерживать активное внимание в течение 15-20 минут, затем наступает фаза отдыха и новый период активного творчества. К концу рабочего дня способность усилием воли концентрировать внимание на каком-либо объекте уменьшается.

Физиологическая реакция организма мобилизирующая его ресурсы на выполнение каких-либо трудных задач, называется психическим напряжением. Стресс (или психическое напряжение) стимулирует психические и физические процессы организма, повышает его возможности. Но важно не переступить черту запредельного психического напряжения. Можно выделить два типа запредельного психического напряжения: тормозной, характеризующийся скованностью в работе, замедленностью реакций, и возбудимый, проявляющийся в суетливости, более громком голосе, легкой отвлекаемости.

Наиболее опасными на этапе изготовления макета является загрязнение воздуха вредными для человека парами свинца, олова, сурьмы и других компонентов, входящих в состав припоя, парами канифоли и других жидкостей, входящих в состав флюса и растворителей для снятия его излишков. Кроме этого существуют следующие вредные факторы: термическое воздействие капель и брызг расплавленного припоя или нагретого паяльника, электротравмы при неисправности электропроводки или паяльника, монотонность труда, статические перегрузки. Настройка изделия производится с использованием осциллографа, генератора, и вольтметра. При этом действуют следующие вредные факторы: вредное влияние экрана осциллографа (утомление глаз, мерцание развертки), возможность поражения электротоком.

5.2 Санитарно-гигиенические производственные факторы

Вентиляция. При изготовлении экспериментального макета, наиболее опасным фактором является выделение паров свинца и канифоли. Данные вредные вещества относятся к чрезвычайно опасным. Свинец, как известно, накапливается в организме, оказывая канцерогенное влияние. Воздухообмен в лаборатории осуществляется с помощью естественной и искусственной вентиляции. Естественная вентиляция в теплое время года осуществляется через дверные проемы и окна, а в холодное - через общую систему вентиляции здания, в котором находится лаборатория. Однако, необходимо применить дополнительные меры по устранению вредных выделений. Поскольку выделение вредных веществ можно локализовать в одном определенном месте, то целесообразно применить местную вентиляцию. Местная вентиляция может быть вытяжной и приточной. Вытяжная предназначена для удаления воздуха непосредственно от мест образования или выхода вредных выделений, приточная - для подачи воздуха на определенные рабочие места или участки. Местная вытяжная вентиляция осуществляется с помощью местных отсосов, а также патрубков, решеток, панелей и т.п. В тех случаях, когда источник производственных вредностей можно локализовать отсосы устраивают в виде вытяжных шкафов, кожухов, витринных отсосов. Если по условиям технологии или обслуживания источник вредности нельзя заключить в кожух, то над таким источником или около него устраивается вытяжной зонт. При этом поток удаляемых вредных веществ не должен проходить через зону дыхания работающего. Исходя из поставленных требований, реализована следующая конструкция вытяжного зонта (рисунок 6.1).

Рисунок 6.1.: Стол монтажника с вытяжным зонтом искусственной вентиляции

Электробезопасность представляет собой систему организационных и технических мероприятий, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного действия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического напряжения. Все вновь вводимые в эксплуатацию и вышедшие из ремонта электроустановки подвергаются приемо-сдаточным испытаниям, объем и норма которых регламентируют «Правила устройства электроустановок» (ПЭУ). В отношении опасности поражения электрическим током помещения разделяют согласно ПЭУ на три категории. Так как в помещении относительная влажность воздуха не превышает 75%, температура воздуха не превышает 35°С, нет токопроводящей пыли, например, угольной или металлической, не наблюдается токопроводящих полов, отсутствует возможность одновременного прикосновения к металлическим элементам технологического оборудования, имеющим соединение с землей и металлоконструкциям здания и металлическим корпусам электрооборудования, не производится работ с химически активными веществами, разрушающе действующей на изоляцию оборудования, то данную лабораторию можно отнести к помещению без повышенной опасности. К техническим способам и средствам защиты относятся: изоляция токоведущих частей с устройством непрерывного контроля; ограждения; применение малых напряжений; электрозащитные средства; сигнализация и знаки безопасности; защитное заземление. Для обеспечения нормальной работы электроустановок требуется напряжение сети 220 В, однако, чтобы уменьшить вероятность поражения работающего электрическим током применяется гальваническая развязка сетей питания монтажных столов и электроустановок. Малые напряжения используются для питания электрифицированного инструмента, переносных светильников. В частности, для питания паяльника используется напряжение 36 В. Приборы, используемые для настройки и экспериментального исследования, имеют предохранители, защищающие их от короткого замыкания. Действие электрического тока на организм человека может быть тепловым (ожог), механическим (разрыв тканей), химическим (электролиз) и биологическим (сокращение мышц, паралич дыхания и сердца). При воздействии электрического тока и электрической дуги могут возникать общие и местные электротравмы. При местных электроравмах происходит местное повреждение организма человека. К ним относятся: электрические ожоги , металлизация кожи, механические повреждения и электроофтальмия. Общие электротравмы (электрические удары) приводят к поражению всего организма - нарушению или полному прекращению деятельности органов дыхания (легких) и кровообращения (сердца), а так же других систем (судороги мышц, шок и др.). Поражение электрическим током может быть при прикосновениях: к токоведущим частям, находящимся под напряжением; к отключенным токоведущим частям, на которых остался заряд или появилось напряжение в результате ошибочного включения. Кроме того, может быть поражение напряжением шага при нахождении человека в зоне растекания тока на землю.

Защитой от напряжения, появившегося на металлических корпусах приборов в результате нарушения изоляции, в лаборатории служит защитное заземление. Защитное заземление представляет собой преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Защитное заземление уменьшает напряжение на корпусе относительно земли до безопасного значения, следовательно, уменьшается и ток, протекающий через тело человека.

Заземляющее устройство состоит из искусственных заземлителей: стальных труб (уголков) и контурной шины, расположенных непосредственно в земле, при помощи которых осуществляется надежное соединение с землей и создается малое сопротивление растеканию тока.

Различают контурное и выносное заземляющие устройства.

Контурное заземляющее устройство - размещение электродов по контуру (периметру) площадки, на которой находится заземляемое оборудование, а также внутри этой площадки. Часто электроды размещаются по площадке равномерно, поэтому контурное заземляющее устройство называют также распределенным. Пример контурного заземления показан на рисунке 6.2.

Выносное заземляющее устройство характеризуется тем, что заземлитель вынесен за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование, или сосредоточен на некоторой части этой площадки. Поэтому выносное заземляющее устройство называют также сосредоточенным.

Достоинством выносного заземляющего устройства является выбор места размещения электродов заземлителя с наименьшим сопротивлением грунта (сырое, глинистое). Выносное заземление применяется при малых токах замыкания на землю и в установках до 1000 В.

Рисунок 6.2.: Контурное заземляющее устройство

Таким образом, выносное заземление является оптимальным с точки зрения размещения его в здании (помещение лаборатории может находиться на верхних этажах и не иметь соприкосновения с землей).

Мероприятия и нормы при работе с ПЭВМ. Как меры предупреждения усталости и переутомляемости рекомендуется правильно устанавливать режимы труда и отдыха при работе с видеотерминалами и компьютерами. При организации работы студентов с ПЭВМ необходимо руководствоваться Санитарными правилами и нормами (СанПиН 2.2.2.542-96.) которые устанавливают нормы работы студентов с ПЭВМ.

Для студентов первого курса оптимальное время учебных занятий при работе с ПЭВМ составляет один час, для студентов старших курсов - 2 часа, с обязательным соблюдением между двумя академическими часами занятий перерыва длительностью 15-20 минут. Допускается время учебных занятий увеличивать для студентов первого курса до двух часов, а для студентов старших курсов до трех академических часов, при условии что длительность учебных занятий в дисплейном классе не превышает половины времени непосредственной работы на ПЭВМ и при соблюдении профилактических мероприятий: упражнений для глаз, физкультминутка и физкультпауза.

Для предупреждения развития переутомления обязательными мероприятиями являются:

- проведение упражнений для глаз каждые 20-25 минут работы за ПЭВМ;

- устройство перерывов после каждого академического часа занятий независимо от учебного процесса, длительностью не менее 15 минут;

- подключение таймера к ПЭВМ или централизованное отключение свечения информации на экранах видеомониторов с целью обеспечения нормируемого времени работы на ПЭВМ;

- проведение во время перерывов сквозного проветривания помещений с ПЭВМ с обязательным выходом студентов из него;

- осуществление во время перерывов упражнений физкультурной паузы в течение 3-4 минут;

- проведение упражнений физкультминутки в течение 1-2 минут для снятия локального утомления, которые должны выполняться индивидуально при появлении начальных признаков усталости;

- замена комплексов упражнений один раз в 2-3 недели.

5.3 Пожарная безопасность

В процессе изготовления и настройки с макета существует опасность возникновения пожара. Причины пожара могут быть электрического и неэлектрического характера. К основным причинам электрического характера относятся:

1. Искрение в электрических устройствах.

2. Токи коротких замыканий, нагревающие проводники до высокой температуры, при которой может возникнуть воспламенение их изоляции, а также значительные электрические перегрузки проводов и обмоток электрических приборов.

3. Плохие контакты в местах соединения проводов, когда вследствие большого переходного сопротивления выделяется большое количество тепла.

4. Электрическая дуга, возникающая в результате ошибочных операций.

Основными причинами пожаров неэлектрического характера могут быть:

1. Использование легковоспламеняющихся жидкостей при изготовлении флюса и удалении его остатков, неосторожное обращение с паяльником может привести к пожару.

2. Возможность возгорания при неисправном электрооборудовании и сети.

3. Курение в пожароопасных помещениях

4. Самовоспламенение некоторых материалов.

Защита сети от короткого замыкания обеспечивается реле и установочными автоматами. Необходимо также предусмотреть выключатели для отключения питания всех приборов в лаборатории. При перегрузке наиболее эффективными являются автоматические схемы защиты, тепловое реле и плавкие предохранители. Технологические операции (например, пайка, лужение горячим припоем, обжигание концов монтажного провода) проводятся с использованием ЛВЖ (этилового спирта, ацетона, скипидара) и при повышенной температуре.

Во избежание пожара электрические паяльники и электрические обжигалки должны обеспечиваться специальными термостойкими подставками. Обжигание изоляции концов проводов должно производиться в несгораемом вытяжном шкафу. ЛВЖ следует хранить в посуде с герметичными крышками (пробками). Посуду открывают только в момент пользования. Количество ЛВЖ не должно превышать суточную потребность. Вентиляция рабочего места позволяет уменьшить концентрацию в воздухе легковоспламеняющихся веществ.

Готовая продукция, оборудование, тара и другое имущество должно находиться на определенных местах.

Курение допускается только в специально отведенных местах или комнатах обозначенных соответствующими надписями и обеспеченных урнами с водой.

В лаборатории должна быть вывешена табличка с указанием фамилий и должности лиц, ответственных за пожарную безопасность. Коридоры, проходы, основные и запасные выходы, тамбуры, лестничные клетки должны постоянно содержаться в исправном состоянии, ничем не загромождаться, а в ночное время освещаться. Для быстрого вызова городской пожарной части, в случае возникновения пожара, в лаборатории должны быть средства связи. Весь пожарный инвентарь, противопожарное оборудование и первичные средства пожаротушения должны содержаться в исправном состоянии, находиться на видном месте и к ним в любое время суток должен быть обеспечен беспрепятственный доступ. Все стационарные и переносные средства пожаротушения должны периодически проверяться и испытываться.

Для тушения пожара в лаборатории имеется огнетушитель ОУ-2 ТУ27-4563-79, который предназначен для тушения небольших очагов пожара. Огнетушители подвергаются периодической проверке и перезарядке. При возникновении пожара в необходимо немедленно выключить электропитание лаборатории рубильником и воспользоваться огнетушителем.

5.4 Экологичность проекта

В настоящее время большое внимание уделяется разработке экологически чистых производств, замкнутых циклов, технологий, которые не будут оказывать пагубного воздействия на окружающую среду. Основными проблемами экологии являются:

а) совершенствование технологических процессов и разработка нового оборудования с малым уровнем выбросов отходов и вредных веществ в атмосферу;

б) сбережение энергоресурсов планеты;

в) сохранение экологического баланса;

г) недопущение дальнейшего загрязнения воздуха, воды и земли.

В качестве примера рассмотрим влияние производства и работы спроектированного устройства на окружающую среду. При изготовлении макета применяются следующие технологические процессы: обработка фольгированного стеклотекстолита и металлов, изготовление печатных плат (фотолитография, травление), покрытие лаком печатных плат, монтаж электрических соединений блока методом пайки. Все эти процессы влияют на состояние окружающей среды, тем или иным способом загрязняя ее. Так при механической обработке в почву могут попадать стружки, куски текстолита и другие твердые частицы. При изготовлении печатных плат для травления используют сильно ядовитые вещества (хлорное железо), различные растворители для очистки уже готовых плат. А так как большинство веществ находятся в жидком состоянии, то вероятность попадания этих веществ в воду, водопровод, канализацию и соответственно в какие-то водоемы, подземные источники, достаточно велика. Покрытие печатных плат различными лаками приводит к выделению в атмосферу вредных веществ.

Так как почти все рассмотренные технологические процессы связаны с загрязнением атмосферы различными отходами производства (пыли, летучие вещества), то является целесообразным рассмотреть способы защиты атмосферы от промышленных отходов.

Приточный и удаляемый вентиляционными системами воздух, как правило, подвергается обработке - нагреву или охлаждению, увлажнению и очистке от загрязнений. Для очистки воздуха от пыли и других аэрозолей применяются сухие, электрические пылеуловители а также аппараты мокрой очистки.

Пылеулавливатели различных типов, в том числе и электрофильтры, применяют при повышенных концентрациях примесей в воздухе. Фильтры используются для тонкой очистки воздуха с концентрацией примесей меньше 100 мг/м3 . Если требуется тонкая очистка воздуха при высоких начальных концентрациях примесей, то очистку ведут в системе последовательно соединенных пылеулавливателей и фильтра. К сухим пылеулавливателям относятся все аппараты, в которых отделение частиц примесей от воздушного потока происходит механическим путем за счет сил гравитации, инерции. Конструктивно сухие пылеулавители разделяют на циклоны, ротационные, вихревые, радиальные, жалюзийные и другие. Циклон представляет собой цилиндр, нижняя часть которого оканчивается конусом. В цилиндре, по его оси, установлена выхлопная труба. Во входной патрубок циклона вводится запыленный воздух. Внутри циклона воздух движется по спирали. Развивающаяся при этом центробежная сила отделяет частицы пыли от потока воздуха и прижимает их к стенкам циклона. Нисходящий поток воздуха выводит их в конус, где частицы выпадают в пылесборник.

Аппараты мокрой очистки газов имеют широкое распространение, так как характеризуются высокой эффективностью очистки от мелкодисперсных пылей с диаметром больше либо равным 0.3-1 мкм, а также возможностью очистки от пыли и взрывоопасных газов. Аппараты мокрой очистки работают по принципу осаждения частиц пыли либо на поверхность капель жидкости, либо на поверхность пленки жидкости. Осаждение частиц пыли на жидкость происходит под действием сил инерции и броуновского движения.

Электрическая очистка - один из наиболее совершенных видов очистки газов от взвешенных в них частиц пыли. Этот метод основан на использовании ударной ионизации газа в зоне коронирующего разряда, передаче зарядов ионов частицам и осаждении последних на осадительных и коронирующих электродах. Загрязненные газы, поступающие в электрофильтр всегда оказываются частично ионизированными за счет различных внешних воздействий (рентгеновских лучей, радиоактивных излучений, космических лучей, нагрева газа и других), поэтому они способны проводить ток, попадая в пространство между двумя электродами. При увеличении напряжения в движение между электродами вовлекается все большее число ионов и величина тока растет до тех пор, пока в движении не окажутся все ионы, имеющиеся в газе.

В настоящее время нашли широкое применение фильтры из пенополиуретана и из материала ФП (фильтры Петрянова). Они устанавливаются в приточных системах вентиляции и при совместном действии высокоэффективны в работе. Для очистки от пыли выбрасываемого в атмосферу воздуха находят практическое применение электроциклоны, представляющие собой обычные циклоны, собой обычные циклоны, у которых вместо внутренней части выхлопной трубы установлен цилиндр иглами. На цилиндр подается высокое напряжение а корпус электроциклона заземляется.

В тех случаях, когда источник производственных вредностей можно заключить внутри пространства, ограниченного жесткими стенками, местные отсосы устраивают в виде вытяжных шкафов, кожухов, витринных отсосов.

Если по условиям технологии или обслуживания источник вредностей нельзя заключить в кожух, то над этим источником или около него устраивается вытяжной зонт. При этом поток удаляемых вредных веществ не должен проходить через зону дыхания работающего.

Очевидно, что в процессе единичного производства устройства существенного влияния на окружающую среду нет. В случае серийного производства устройства на радиотехнических заводах обязательно требуется предусмотреть меры по очистке воздуха от вредных паров и примесей. Для этой цели желательно применять вентиляцию с фильтрами, пыле улавливателями, устройствами очистки и дезактивации. Сборочно-монтажные работы не требуют особой квалификации и выполняются без применения станков.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Марков Г.Т., Петров Б.М., Грудинская Г.П. Электродинамика и распространение радиоволн. - М.: Советское радио, 1979.

2. Юханов Ю.В., Кошкидько В.Г., Рассеяние электромагнитных волн на микрополосковой импедансной нагрузке. - В кн.: Рассеяние электромагнитных волн: Междуведомственный тематический научный сборник, вып. 5. - Таганрог: ТРТИ, 1985, с. 17-22.

3. Пистолькорс А.А. Теория кольцевой дифракционной антенны. - ЖТФ, 1944, т. 14, № 12, с. 681-692.

4. Lewine H., Papas C.H. Theory of the circular diffraction antenna. - J. Appl. Phys., 1951, vol. 22, № 1, p. 29-43.

5. Конструирование и расчет полосковых устройств. Под ред. Профессора И. С. Ковалева. М.: Сов. Радио 1974 г.

6. Марков Г.Т., Петров Б.М., Грудинская Г.П. Электродинамика и распространение радиоволн. - М.: Советское радио, 1979.

7. Саблин В.Н., Шапошников В.И. Вопросы создания и применения РЛС нового поколения // Радиотехника (Москва).-1995.-№111-С.50-53.

8. Васильев П.П. Пикосекундная оптоэлектроника. -- Квантовая электроника, 1990, т. 17 №3.

9. Бункин Б.В., Кашин В.А. Особенности, проблемы и перспективы субнаносекундных видеоимпульсных РЛС// Радиотехника (Москва).-1995.-№4-5.-С.128-133.

10. Справочник по специальным функциям// Под ред. М. А. Абрамовица, М. Стиган. М.: Наука. 1979. 832 с.

11. Интегралы и ряды// Сост. А. П. Прудников, Ю. А. Брычков, О. И. Маричев. М.: Наука. 1981. 752 с.

12. Шевелев В.Г. и др. Методические указания по дипломному проектированию. №527. Таганрог ТРТИ, 1981 год. - 44с.

13. Эффективность разработки и внедрение АСНТИ. - М: ВИНИТИ, 1984. - 118с.

14. Технико-экономическое обоснование дипломных проектов. - /под ред., Веклемишова В.К. - М: Высшая школа, 1991. - 176с.

15. Долин П. А. Справочник по технике безопасности. М.: Энергоатомиздат. 1985.

16. Вирозуб Г. Е., Робрюк Н. Н. Методическая разработка по охране труда// Исследование условий труда на рабочем месте. Ч. 2. Нормативная документация для выполнения исследований и примеры решения задач. Таганрог ТРТИ. 1987. 50с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Разработка конструкции устройства охранной сигнализации для фермера, в составе системы комплекса радиоэлектронной аппаратуры. Анализ электрической принципиальной схемы. Расчёт массы конструкции, собственной частоты колебания печатного узла и надежности.

    курсовая работа [38,7 K], добавлен 22.01.2012

  • Проектирование устройств приема и обработки сигналов и разработка функциональной схемы для супергетеродинного приемника с амплитудной модуляцией. Обоснование структурной схемы приемника. Разработка полной электрической принципиальной схемы устройства.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 12.05.2015

  • Тема работы: тактика оснащения объектов периметральными системами охранной сигнализации связана с оснащением объекта ограждением. Технические средства и системы защиты внешнего периметра объекта. Типы периметральных систем охранной сигнализации.

    реферат [21,4 K], добавлен 21.01.2009

  • Система охраны и технические средства объектов (имущества). Виды извещателей, формирующих сигналы тревоги и приемо-контрольный прибор. Расчет экономической эффективности от внедрения средств охранной сигнализации. Техника безопасности при эксплуатации.

    дипломная работа [375,1 K], добавлен 27.04.2009

  • Характеристика системы охранной сигнализации, особенности выбора микроконтроллера. Основные этапы развития микроэлектроники. Общая характеристика микроконтроллера PIC16F8776 фирмы Microchip: принцип действия, анализ структурной схемы устройства.

    курсовая работа [176,1 K], добавлен 23.12.2012

  • Назначение и область применения микромощного радиопередатчика для охранной сигнализации. Анализ схемы электрической принципиальной передатчика. Расчет электрических параметров печатных проводников. Расчет вибро- и ударопрочности. Технология сборки узла.

    курсовая работа [449,3 K], добавлен 29.05.2014

  • Анализ схемы и конструкции ИК линии связи в охранной сигнализации. Формирование УГО, КТО компонентов библиотеки, Образование их интегрального образа. Упаковка компонентов схемы в корпус. Процедура автоматической трассировки двухсторонней печатной платы.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 08.01.2013

  • Состав и назначение подсистемы обнаружения. Классификация охранных извещателей. Виды помех и их возможные источники. Разработка структурной схемы системы охранной сигнализации участка периметра ядерной установки. Выбор места для установки извещателей.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 23.12.2014

  • Разработка интегрированной системы сигнализации на базе использования оптико-электронных и звуковых извещателей применительно к условиям торгово-развлекательного комплекса. Расчет экономической эффективности от внедрения системы охранной сигнализации.

    дипломная работа [2,3 M], добавлен 05.11.2016

  • Применение каналов сотовой связи в охранной сигнализации. Описание принципиальной электрической схемы. Анализ соответствия электронной базы условиям эксплуатации. Выбор метода изготовления печатной платы и выбор материалов. Проект функционального узла.

    курсовая работа [846,6 K], добавлен 26.01.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.